СОЛАРИС XXI

http://www.sterado.biz/products.php?cat=6 

В последно време соларните технологии и базираните на тях продукти навлизат все по-осезаемо в нашето ежедневие, като основната тяхна задача е да трансформират все по-ефективно слънчевата енергия в електрическа и да осигурят по този начин независимо (от конвенционалните енергийни системи) захранване на редица устройства. Разбира се, за тази тенденция си има и причини и основания, сред които са:

-          Слънцето е огромен енергиен източник – енергията, която то излъчва превишава около 10 000 пъти потреблението на енергия на земното кълбо, т.е. то е в състояние да покрие годишното енергийно потребление на човечеството за около 3 часа!

-          Почти всички соларни клетки са направени от силиций, а той е вторият по разпространение химичен елемент в земната кора след кислорода – около 25,8% (предимно в земната мантия). Силицият е полупроводник, който не съществува в свободно състояние, а под формата на силициев диоксид (в пясък, кварц) или като силикат (каолин).

-          Всеки киловатчас (kWh) електроенергия, произведен от възобновяеми енергоизточници, включително от фотоволтаични системи, спестява на атмосферата 0,547 кг въглероден двуокис, като в тази сметка е включен дори въглеродния двуокис, емитиран за производството на съответната соларна инсталация.

За соларните клетки и панели. Първата соларна клетка е изобретена още през далечната 1883 година, като нейният коефицент на ефективност е бил едва около 1 %. Днес положението с ефективността е следното:

-          Соларни панели от аморфен силиций – 5-7% (използват се масово при евтините соларни лампи);

-          Соларни панели от поликристален силиций – 13-15% (използват се при големи фотоволтаични паркове и при по-добри модели соларни лампи и устройства);

-          Соларни панели от монокристален  силиций – 14-22% (поради високата си цена се използват предимно при малки фотоволтаични системи, включително качествени соларни лампи и устройства).

Качествените соларни клетки и панели имат експлоатационен срок до 20-25 години, като с времето ефективността им намалява.

За соларните лампи. Разбира се, написаното по-горе за соларните панели важи с пълна сила и за панелите на соларните лампи.

Светодиоди. В соларните лампи не се използват все още добре познатите ни крушки с нажежаеми (волфрамови) жички, а предимно светодиоди, поради множеството им предимства, сред които са:

-          Ниска консумация на електричество (до около 10 пъти по-ниска спрямо крушките с нажежаеми жички, съгласно произведените лумени за ват);

-          Дълъг експлоатационен срок – средно до около 50 000 часа и повече, като с времето интензитетът на светене намалява;

-          Генериране на сравнително малко топлина – около 25 пъти по-малко в сравнение с Едисоновата крушка (което ги прави ефективни и безопасни);

-          Малки по размер – от под 2 мм до няколко см, което позволява да бъдат вграждани дори и в малки устройства;

-          LED осветлението лесно може да бъде димирано, т.е. да се контролира силата на светене;

-          Устойчиви на удар – за разлика от почти всички други видове лампи;

-          Бърз старт – след включване, светодиодите достигат пълната си яркост за по-малко от микросекунда (= 1/1000 от милисекундата. Тук не мога да се въздържа и ще възкликна – чудеса Божии!-:);

-          Цветност – според вида и спецификата си светодиодите могат да емитират светлина с различни цветове без допълнителен цветен филтър за разлика от останалите видове осветление.

Разбира се, освен предимства, светодиодите имат и някои недостатъци, но доколкото те не създават значими проблеми и рискове, не следва да ги споменавам тук.

На това място стигаме и до най-задавания въпрос от неспециалистите, когато стане дума за соларни лампи, а именно – „колко силно светят?”. За да внеса поне малко яснота по въпроса, ще се опитам да обясня принципните постановки. Ако някой горд собственик на къща или вила с двор зададе горния въпрос, той очаква да получи отговор, който в представите си да може да съпостави със светенето на все още широко използваните крушки с нажежаема жичка. Едисоновите крушки излъчват светлина във всички посоки, т.е. на 360 градуса. За разлика от тях светодиодите имат ограничен ъгъл на излъчване, който най-често е между 15 и 120 градуса (за по-нагледно си представете едно кълбо в центъра на което е светодиодът, който не осветява цялото кълбо, а само определена част от него според ъгъла си на излъчване). Логично може да заключим, че освен ъгълът на излъчване, са важни и броя на светодиодите, както и рефлекторите на соларната лампа (които отразяват и пренасочват светлината в нея), но също и дифузерът и, който следва да разпръсне светлината от нея равномерно (с изключение на спот-лампите, където целта е светлината да се фокусира). От решаващо значение за интензитета на светене на соларната лампа е мощността на използвания светодиод (или светодиоди). В евтините масови соларни лампи най-често използвани са светодиоди от 0.015 – 0.020 W или 0.06 – 0.07 W. Дори в „най-силните” и скъпи соларни лампи се използват светодиоди до 1 W. Един пример, за да стане ясно. Ако в една соларна лампа е използван мощен съвременен светодиод от 1 W, той ще излъчва светлина (под някакъв ъгъл) около 100 лумена, което е около 9 пъти по-малко от светлината, която излъчва добре познантата ни 60 ватова крушка с нажежаема жичка! Разбира се, за интензитета на светене на соларните лампи са важни още вида, капацитета и качеството на акумулаторните батерии, както и същите показатели на соларните панели, които зареждат тези батерии.

Акумулаторни батерии. В соларните лампи се използват основно 3 вида зарядни батерии (от общо съществуващите около 20):

-          Никел-кадмиеви (NiCd) – масово използвани в соларните лампи преди години със сравнително добри технически характеристики (загуба на заряд при неизползване – 20%/месец, до 1500 цикъла на зареждане). Но кадмият е силно токсичен тежък метал, който нанася сериозни поражения на околната среда, което предопредели съдбата на този тип батерии.

-          Никел-метал хидридни (NiMH) – към момента най-масово използваните зарядни батерии в соларните лампи. Около 30% месечна загуба на заряд при неизползване, до 1000 цикъла на зареждане, добро съотношение енергия към маса – до 80 Wh (ват часа)/кг. Сравнително ниска цена.

-          Литиево-йонни (Li-ion) – този тип зарядни батерии са все по-използвани във всевъзможни електронни устройства, включително и в някои по-нови и качествени соларни лампи. Основните им предимства са оптималното съотношение енергия към маса - до 250 Wh (ват часа)/кг и ниската месечна загуба на заряд при неизползване – около 5 до 10%.

Без никакво съмнение, стремглавото развитие на техниката, което в частност касае и техническите характеристики на акумулаторните батерии, светодиодите и соларните панели, ще променя ежегодно соларните лампи и вероятно не след дълго те ще бъдат подходящи не само за акцентно, а също така и за основно осветление дори през дългите зимни нощи.

Fiat Lux! (Нека бъде светлина!)

 Автор: Радостин Крумов, www.sterado.bg